Wie bestimmt man die Fläche zwischen zwei Graphen in einem Intervall, wenn deren Verlauf unbekannt ist?

Um die Fläche zu ermitteln, die zwischen zwei Graphen Gf und Gg im Intervall I = [a;b] (d.h. nach links und rechts begrenzt durch die Vertikalen x = a und x = b) liegt, gehe wie folgt vor:
  1. Bilde die Differenz d = f − g und vereinfache den Term so weit wie möglich.
  2. Ermittle eine Stammfunktion D von d.
  3. Überprüfe, ob und wo sich beide Graphen im Intervall I schneiden. Kommst du mit dem Ansatz f(x) = g(x) rechnerisch nicht weiter, führt evtl. eine Skizze weiter (es reicht, wenn Schnittstellen durch die Skizze ausgeschlossen werden können!).
  4. Evtl. Schnittstellen, die im Intervall I liegen, unterteilen I in Teilintervalle. Integriere nun die Differenz d über die einzelnen Teilintervalle. Dabei kannst du immer auf dieselbe Stammfunktion D zurückgreifen.
  5. Addiere zum Schluss die BETRÄGE der einzelnen Integrale.
Beispiel
Bestimme den Inhalt der Fläche, welche von den beiden Parabeln p und q mit 
p
 
x
=
x
2
+
1
 und 
q
 
x
=
x
2
+
9
 eingeschlossen wird.

  • Schnittstellen bestimmen
f
 
x
=
g
 
x
x
2
+
1
=
x
2
+
9
+
x
2
1
2x
2
=
8
:
2
x
2
=
4
 
x
1,2
=
±2
  • Bestimmtes Integral
A
=
2
2
g
 
x
f
 
x
 
dx
=
2
2
x
2
+
9
x
2
1
 
dx
=
2
2
2x
2
+
8
 
dx
=
2
·
2
0
2x
2
+
8
 
dx
vereinfacht (Symmetrie)
=
2
·
2
3
 
x
3
+
8x
2
0
Stammfunktion
=
2
·
2
3
·
8
+
16
0
"obere minus untere Grenze"
=
2
·
32
3
=
21
 
1
3
Hinweis: da man weiß, dass der Graph von g im Integrationsintervall über dem von f liegt, kann man auf die Betragstriche verzichten.
FLÄCHE zwischen 2 Graphen berechnen – Integral zwischen zwei Funktionen, Kurven
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FLÄCHE zwischen 2 Graphen berechnen – Integral zwischen zwei Funktionen, Kurven

Kanal: MathemaTrick

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